JPH07271332A - 液晶交流化駆動方法と液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成により低消費電力化と画質の向上
を図った液晶交流化駆動方法と液晶駆動装置を提供す
る。 【構成】 ディジタル化された画素信号の各ビットを交
流化信号の１と０に応じてスルー又は反転させ、上記交
流化信号に応じて変換させられた画素信号に対して上記
交流化信号を最上位ビットとして加えてアナログ信号に
変換して液晶の交流駆動を行うようにする。 【効果】 ディジタル処理により交流化信号が形成でき
るから回路の簡素化と低消費電力化が可能になるととも
に、正側駆動電圧と負側駆動電圧とが同じ信号経路によ
り出力されるからアナログ回路による出力部でのＤＣオ
フセットが実質的に問題にならなくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶交流化駆動方法
と液晶表示装置に関し、特に画素信号がディジタル化さ
れて入力されるものに利用して有効な技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ＴＦＴ液晶表示パネルを用いたものとし
て、特公昭６２−１１８２９号公報がある。この公報に
おいては、交流駆動のために駆動電圧の極性反転におい
て、正極性と負極性とで振幅を異ならせてパネル内で実
効的に等しくする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】公知のように液晶駆動
信号に直流成分があると、表示特性の劣化や焼き付きが
生じてしまう。従来のように液晶を交流化駆動するため
の回路として、アナログ回路を用いたものでは消費電流
が大きいという問題の他にアナログ回路でのオセット電
圧を調整しようとすると、その調整箇所も多くなるとと
もに画質の面において問題が生じる。

【０００４】この発明の目的は、簡単な構成により低消
費電力化と画質の向上を図った液晶交流化駆動方法と液
晶駆動装置を提供することにある。この発明の前記なら
びにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述お
よび添付図面から明らかになるであろう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、ディジタル化された画素信
号の各ビットを交流化信号の１と０に応じてスルー又は
反転させ、上記交流化信号に応じて変換させられた画素
信号に対して上記交流化信号を最上位ビットとして加え
てアナログ信号に変換して液晶の交流駆動を行うように
する。

【０００６】

【作用】上記した手段によれば、ディジタル処理により
交流化信号が形成できるから回路の簡素化と低消費電力
化が可能になるとともに、正側駆動電圧と負側駆動電圧
とが同じ信号経路により出力されるからアナログ回路に
よる出力部でのＤＣオフセットが問題にならなくでき
る。

【０００７】

【実施例】図１には、この発明に係る液晶の交流化駆動
方法により液晶駆動電圧を形成する信号処理回路の一実
施例のブロック図が示されている。特に制限されない
が、同図においては、ＮＴＳＣ方式の複合映像信号を入
力信号として液晶の交流化駆動信号を形成する。

【０００８】ＮＴＳＣ方式の複合映像信号Ｖinは、映像
信号処理回路ＶＣにより同期信号の分離と、３原色から
なる色信号ＶＲ（赤）、ＶＧ（緑）及びＶＢ（青）の分
離が行われる。代表として例示的に示されている色信号
ＶＲは、アナログ／ディジタル変換回路ＡＤＣによりデ
ィジタル信号に変換される。特に制限されないが、この
実施例では、Ｄ０〜Ｄ２の３ビットの信号に変換され
る。つまり、０００〜１１１までの８階調の赤信号に量
子化される。他の色信号ＶＧ及びＶＢについても、同様
なアナログ／ディジタル変換回路により３ビットのディ
ジタル信号に変換される。

【０００９】上記アナログ／ディジタル変換回路ＡＤＣ
により変換された赤信号は、特に制限されないが、ディ
ジタル信号処理回路ＤＳＣにより、付加機能処理のため
の信号処理、例えばガンマ補正や高精細液晶ＴＶ用の倍
速変換処理が行われる。

【００１０】上記ディジタル信号処理回路ＤＳＣの各ビ
ットの出力信号Ｄ０〜Ｄ２は、交流化駆動信号を形成す
るための排他的論理和回路ＥＯＲの一方の入力端子にそ
れぞれ入力される。これらの排他的論理和回路ＥＯＲの
他方の入力端子には、交流化信号Ｍが供給される。上記
排他的論理和回路ＥＯＲの出力信号に対して、上記交流
化信号Ｍを最上位ビットの信号として加えることによ
り、４ビットのディジタル信号Ｄ０〜Ｄ３からなる交流
化駆動信号に変換する。

【００１１】上記交流化駆動信号は、ディジタル／アナ
ログ変換回路ＤＡＣに供給され、こここで、アナログ信
号に変換される。そして、出力バッファとしてバッファ
アンプＡＭＰを通して必要な信号振幅に増幅して、液晶
を駆動するに必要な赤色駆動信号ＶＲout を形成する。
バッファアンプＡＭＰは、演算増幅回路が用いられ、帰
還抵抗により利得設定が行われる。上記バッファアンプ
ＡＭＰに与えられるバイアス電圧ＶＢは、回路の接地電
位の他に使用する電源電圧に応じて種々に設定される。

【００１２】他の色信号ＶＧ及びＶＢに対応したアナロ
グ／ディジタル変換回路の出力信号も、上記と同様な回
路を通して信号処理及び信号変換されることによって、
緑色駆動信号ＶＧout 及び青色駆動信号ＶＢout として
出力される。

【００１３】図２には、この発明に係る液晶交流化駆動
方法を説明するための波形図が示されている。上記のよ
うにアナログ／ディジタル変化回路ＡＤＣ又はディジタ
ル信号処理回路ＤＳＣにより信号処理された画像信号を
アナログ信号の形態で示すとＡのように表すことができ
る。これに、交流化信号Ｍにより、排他的論理和回路Ｅ
ＯＲを通して信号変換させると、画像信号は交流化信号
Ｍが１のときには反転させられ、交流化信号Ｍが０のと
きにはそのままスルーして出力される。そして、最上位
ビットに交流化を加えたものを、アナログ信号の形態で
示すと波形Ｂのように表すことができる。

【００１４】つまり、交流化信号Ｍが０のときには、画
像信号がそのままスルーして出力され、かつ最上ビット
となる交流化信号も０であることから、入力された画像
信号がそのまま出力される。これに対して、交流化信号
Ｍが１のときには、画像信号が反転させらるとともに、
最上ビットとなる交流化信号も１となるから、１１１１
を基準にして波形が反転させられたものとすることがで
きる。つまり、１０００と０１１１との間にコモン電圧
Ｖcom を設定することにより、交流化信号Ｍにより極性
が反転させられた駆動信号を形成することができる。

【００１５】なお、この実施例では、液晶の画素電極と
コモン電極間に印加する電圧が０のときに白となる、い
わゆるノーマリホワイトの液晶表示装置を前提とするも
のであるため、上記のようにディジタル化された画素信
号が０００のときに、コモン電圧Ｖcom に対する電圧を
大きくして黒表示を行うようにするものである。したが
って、映像信号の極性を逆にすることにより、ノーマリ
ブラックの液晶表示装置に対応させることも可能であ
る。つまり、入力側のディジタル信号処理において、全
ビット反転させたものを入力するようにすればよい。

【００１６】上記交流化信号Ｍは、最初のフレームで
は、後述する図３の垂直走査線Ｇ１が選択されたときに
正（０）とし、Ｇ２は負（１）のように走査線毎に極性
を反転させ、次のフレームでは、逆に垂直走査線Ｇ１が
選択されたときに負（１）とし、Ｇ２は正（０）のよう
に走査線毎に極性を反転させる。あるいは、複数本の走
査線毎に上記のような極性の反転を行うようにするもの
であってもよい。

【００１７】ディジタル信号処理回路ＤＳＣ及び排他的
論理和回路ＥＯＲはＣＭＯＳロッジック回路により構成
される。これにより、ゲートアレイ等のＣＭＯＳ回路に
より構成することができる。回路の簡素化や低消費電力
化を図ることができる。また、上記アナログ／ディジタ
ル変換回路ＡＤＣとディジタル／アナログ変換回路ＤＡ
Ｃは、バイポーラ型トランジスタによるアナログ回路に
より構成される。そして、出力部に設けられるバッファ
アンプ等に必然的に存在するＤＣオフセットも、かかる
バッファアンプを通して正側と負側の駆動電圧が出力さ
れ、両駆動電圧に同じオフセットがのるととなり実質的
に問題になることはない。

【００１８】上記直流オフセットや正波形と負波形の振
幅差はフッリカ等の画質の劣化となる。つまり、交流毎
に実効電圧に差が生じると輝度が変化するため、これら
は液晶表示装置の出荷時に調整される必要がある。階調
表示式のものではコモン電極Ｖcom により調整可能であ
るが、アナログ表示の場合にはＲ，Ｇ及びＢでそれぞれ
調整を行う必要があり、従来のように正側と負側の双方
にバッファアンプを設けたものでは、ＤＣオフセット調
整が全体で６箇所となり、振幅調整が３箇所となるとと
もに調整も複雑になるものである。

【００１９】図３には、この発明が適用されるＴＦＴ液
晶表示パネルの一実施例の要部回路図が示されている。
１つの画素の具体的回路が例示的に示されているよう
に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とキャパシタの形態で
示された液晶画素及び次の走査線との間に設けられた付
加容量から構成される。横方向に並べられた画素のＴＦ
Ｔトランジスタのゲートは同一の走査線電極Ｇ１等に接
続され、そのドレインは信号線Ｄ１等に接続され、その
ソースは上記画素電極と付加容量の一方の電極に接続さ
れる。この実施例の各回路は、ガラス基板（石英基板）
上に形成されたポリシリコン膜を利用して、ＴＦＴトラ
ンジスタ及びＰチャンネル型とＮチャンネル型ＭＯＳＦ
ＥＴのチャンネル層が形成される。

【００２０】サンプリングホールド回路Ｓ／Ｈは、スイ
ッチＭＯＳＦＥＴにより構成され、そのゲートにはシフ
トレジスタにより形成された選択信号が供給される。入
力信号線ＲＶ、ＧＶ及びＢＶには、前記図１の回路によ
り形成された各駆動信号ＶＲout 、ＶＧout 及びＶＢou
t がそれぞれ供給される。サンプリングホールド回路Ｓ
／ＨのスイッチＭＯＳＦＥＴは、それが接続された信号
線に設けられたカラー画素に対応した入力信号線ＲＶ、
ＧＶ及びＢＶのいずれかに接続され、上記駆動信号ＶＲ
out 、ＶＧout 及びＶＢout のいずれかを信号線に伝え
る。

【００２１】シフトレジスタの単位回路は、入力用のク
ロックドインバータ回路と、インバータ回路と帰還用の
クロックドインバータ回路からなるラッチ回路と、出力
用のインバータ回路から構成される。これのようなクロ
ックドインバータ回路を用いたシフトレジスタそのもの
は、公知であるのでその詳細な説明は省略する。

【００２２】信号ＤＸは、スタートパルスであり、この
スタートパルスのハイレベルを上記シフトクロックＣＬ
Ｘ１〜ＣＬＸ６により順次に取り込んで、シフトさせる
ことにより、画面の左端から順に信号線を選択する選択
信号を形成する。水平同期信号Ｈ−ＳＹＮＣにより水平
帰線期間が終了してから、画素の左端に対応してスター
トパルスＤＸを発生させると、シフトクロックＣＬＸ１
〜ＣＬＸ６に同期して、順次にその位相差分だけ選択信
号を形成して６対の信号線を順次に選択するものであ
る。

【００２３】つまり、上記信号線を左から順に順次選択
するために、特に制限されないが、奇数番目用と偶数番
目用のシフトレジスタが３個ずつ設けられる。奇数番目
用のシフトレジスタは、シフトレジスタＳ／Ｒ１、Ｓ／
Ｒ３及びＳ／Ｒ５からなり、スタートパルスＤＸが共通
に供給されるとともに、各シフトレジスタの第１段目の
出力は、第１番目、第３番目及び第５番目の信号線Ｄ
１，Ｄ３，Ｄ５に対応した選択信号を形成する。シフト
レジスタＳ／Ｒ１の２段目の回路は、第７番目の信号線
Ｄ７の選択信号を形成するようにされ、シフトレジスタ
Ｓ／Ｒ３の第２段目の回路は、第９番目の信号線９の選
択信号を形成するようにされ、シフトレジスタＳ／Ｒ５
の第２段目の回路は、第１１番目の信号線Ｄ１１（図示
せず）を選択するようにされる。つまり、各奇数番用の
シフトレジスタは、奇数番目の信号線の３つ置きの選択
信号を形成するようにされる。

【００２４】偶数番目用のシフトレジスタは、シフトレ
ジスタＳ／Ｒ２、Ｓ／Ｒ４及びＳ／Ｒ６からなり、スタ
ートパルスＤＸが共通に供給されるとともに、各シフト
レジスタの第１段目の出力は、第２番目、第４番目及び
第６番目の信号線Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６に対応した選択信号
を形成する。シフトレジスタＳ／Ｒ２の２段目の回路
は、第８番目の信号線Ｄ８の選択信号を形成するように
され、シフトレジスタＳ／Ｒ４の第２段目の回路は、第
１０番目の信号線Ｄ１０の選択信号を形成するようにさ
れ、シフトレジスタＳ／Ｒ６の第２段目の回路は、第１
２番目の信号線Ｄ１２（図示せず）を選択するようにさ
れる。つまり、各偶数番用のシフトレジスタは、偶数番
目の信号線の３つ置きの選択信号を形成するようにされ
る。

【００２５】上記のようにシフトレジスタを６個に分け
たことに応じて、そのシフトクロックも画素クロックを
１／６に分周したクロック信号ＣＬＸ１〜ＣＬＸ６とさ
れる。各シフトレジスタＳ／Ｒ１〜Ｓ／Ｒ６は、画素ク
ロックの１／６の遅い周期により順次にシフト動作を行
うが、それぞれが１画素クロックずつずれて選択信号を
形成するので、上記画素信号を信号線に伝えるサンプリ
ングホールド回路Ｓ／Ｈは、画素クロックに同期してシ
リアルに入力された各画素信号を順次に一対からなる信
号線に出力するものである。

【００２６】シフトレジスタは、上記のように表示部と
同じガラス基板上に形成されたポリシリコン膜を利用し
たＭＯＳＦＥＴを用いているのでスイッチ特性が単結晶
シリコン基板上に形成されるＭＯＳＦＥＴに比べてスイ
ッチング特性が悪い。表示部が多画素化に伴い、画素ク
ロックの周波数が高くされるので、上記のような分割に
より、画素クロックの１／６の周波数にシフトクロック
低下させることにより、十分な動作マージンを確保する
ことができる。走査線駆動回路ＶＳＣは、上記同様なシ
フトレジスタからなり走査線Ｇ１〜Ｇ３等を順次に選択
する。

【００２７】図４には、この発明に係る液晶表示装置の
一実施例の全体ブロック図が示されている。この実施例
のＴＦＴディスプレイは、７２０×４８０画素の高精細
の表示部と前記のような信号線と走査線の駆動回路を内
蔵している。

【００２８】ＮＴＳＣ方式のアナログ信号は、信号処理
ＩＣを通してマルチプレクサによりＲ、Ｇ及びＢのカラ
ー画像信号に分離される。このマルチプレクサにおい
て、前記図１のようなディジタル回路が付加されて、交
流化信号により極性が反転されられた駆動信号が形成さ
れて、ＴＦＴディスプレイに供給される。

【００２９】コントロールＩＣは、上記ＮＴＳＣ方式の
複合映像信号に含まれる同期信号Ｃ−ＳＹＮＣを受け
て、上記水平方向の画素数７２０に対応した画素クロッ
クを形成して、上記マルチプレクサに入力してカラー画
像信号の分離を行うようにする。また、レベルシフトＩ
Ｃに供給して、駆動動作に必要なレベルにされたシフト
クロック、スタートパルス等のタイミング信号を形成し
てＴＦＴディスプイレ装置に供給するものである。

【００３０】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 （１） ディジタル化された画素信号の各ビットを交流
化信号の１と０に応じてスルー又は反転させ、上記交流
化信号に応じて変換させられた画素信号に対して上記交
流化信号を最上位ビットとして加えてアナログ信号に変
換して液晶交流駆動信号を形成する方法では、ディジタ
ル処理により交流化信号が形成できるから回路の簡素化
と低消費電力化が可能になるとともに、正側駆動電圧と
負側駆動電圧とが同じ信号経路により出力されるからア
ナログ回路による出力部でのＤＣオフセットを実質的に
解消できるという効果が得られる。

【００３１】（２） ディジタル化された画素信号の各
ビットを信号変換回路により交流化信号の１と０に応じ
てスルー又は反転させ、かかる信号変換回路の出力信号
に対して上記交流化信号が最上位ビットとして加えられ
た信号を形成してディジタル／アナログ変換回路に入力
し、その出力信号に基づいて液晶駆動電圧を形成するこ
とにより、ディジタル処理回路により交流化信号が形成
できるから回路の簡素化と低消費電力化が可能になると
ともに、正側駆動電圧と負側駆動電圧とが同じ信号経路
により出力されるからアナログ回路による出力部でのＤ
Ｃオフセットを実質的に解消できるという効果が得られ
る。

【００３２】（３） 上記ディジタル化された画素信号
を、ディジタル信号処理回路により信号処理することに
より、上記ディジタル信号による交流化処理とともに、
ガンマ補正や高精細液晶テレビジョン用の倍速変換処理
等の付加機能も設けることができるという効果が得られ
る。

【００３３】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、ディ
ジタル化された画素信号は、２ビット又は４ビット以上
であってもよい。このディジタル化された画素信号は、
アナログ画素信号をディジタル処理したもの他、マイク
ロコンピュータ等により生成され、あるいは加工処理さ
れたされた階調表示のためのディジタル信号であっても
よい。交流化信号により、ディジタル信号をスルーした
り、反転させる回路は、排他的論理和回路の他にマルチ
プレクサやゲート回路を用いても構成することもでき
る。

【００３４】液晶表示パネルは、駆動回路が半導体集積
回路により構成されたものであてっもよい。そして、液
晶表示装置の信号線に出力される駆動電圧は、サンプリ
ングホールド回路により順次に出力されるもの他、駆動
回路の内部にサンプリングホールド回路を設けておい
て、それに１ライン分の画素信号を取り込んでおいて、
それを走査線の選択タイミングに同期してパラレルに出
力させるようにするものであってもよい。この発明は、
液晶交流化駆動方法及び液晶表示装置として広く利用す
ることができる。

【００３５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、ディジタル化された画素信
号の各ビットを交流化信号の１と０に応じてスルー又は
反転させ、上記交流化信号に応じて変換させられた画素
信号に対して上記交流化信号を最上位ビットとして加え
てアナログ信号に変換して液晶交流駆動信号を形成する
方法では、ディジタル処理により交流化信号が形成でき
るから回路の簡素化と低消費電力化が可能になるととも
に、正側駆動電圧と負側駆動電圧とが同じ信号経路によ
り出力されるからアナログ回路による出力部でのＤＣオ
フセットを実質的に解消できる。

【００３６】ディジタル化された画素信号の各ビットを
信号変換回路により交流化信号の１と０に応じてスルー
又は反転させ、かかる信号変換回路の出力信号に対して
上記交流化信号が最上位ビットとして加えられた信号を
形成してディジタル／アナログ変換回路に入力し、その
出力信号に基づいて液晶駆動電圧を形成することによ
り、ディジタル処理回路により交流化信号が形成できる
から回路の簡素化と低消費電力化が可能になるととも
に、正側駆動電圧と負側駆動電圧とが同じ信号経路によ
り出力されるからアナログ回路による出力部でのオフセ
ットを実質的に解消できる。

【００３７】上記ディジタル化された画素信号を、ディ
ジタル信号処理回路により信号処理することにより、上
記ディジタル信号による交流化処理とともに、ガンマ補
正や高精細液晶テレビジョン用の倍速変換処理等の付加
機能も設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る液晶の交流化駆動方法により液
晶駆動電圧を形成する信号処理回路の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】この発明に係る液晶交流化駆動方法を説明する
ための波形図である。

【図３】この発明が適用されるＴＦＴ液晶表示パネルの
一実施例を示す要部回路図である。

【図４】この発明に係る液晶表示装置の一実施例を示す
全体ブロック図である。

【符号の説明】

ＡＤＣ…アナログ／ディジタル変換回路、ＤＳＣ…ディ
ジタル信号処理回路、ＥＯＲ…排他的論理和回路、ＤＡ
Ｃ…ディジタル／アナログ変換回路、ＡＭＰ…バッファ
アンプ、Ｓ／Ｒ…シフトレジスタ、Ｓ／Ｈ…サンプリン
グホールド回路、ＶＳＣ…走査線駆動回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル化された画素信号の各ビット
   を交流化信号の１と０に応じてスルー又は反転させ、上
   記交流化信号に応じてスルー又は反転させられてなる画
   素信号に対して上記交流化信号を最上位ビットとして加
   えてアナログ信号に変換し、これに基づいて液晶画素に
   印加される交流化駆動電圧を形成することを特徴とする
   液晶交流化駆動方法。
2. 【請求項２】 階調表示電圧に対応してディジタル化さ
   れた画素信号の各ビットを交流化信号の１と０に応じて
   スルー又は反転させる信号変換回路と、かかる信号変換
   回路の出力信号に対して上記交流化信号が最上位ビット
   として加えられた信号を受けるディジタル／アナログ変
   換回路と、かかるディジタル／アナログ変換回路の出力
   信号に基づいて液晶画素に印加される駆動電圧を形成す
   る駆動電圧発生回路とを備えてなることを特徴とする液
   晶表示装置。
3. 【請求項３】 上記信号変換回路は、ディジタル化され
   た画素信号の各ビットと交流化信号とをそれぞれ受ける
   排他的論理和回路により構成されるものであることを特
   徴とする請求項２の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 上記ディジタル化された画素信号は、少
   なくともガンマ補正を行うディジタル信号処理回路を通
   した出力信号であることを特徴とする請求項２又は請求
   項３の液晶表示装置。